CN214448589U - 一种多材料复合机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多材料复合机，包括机体、以及安装在机体上的下模和上模，在机体上设置有高周波发生装置；上模包括与高周波发生装置电连接的高周波熔接组件以及位于高周波熔接组件下方的模具压板，模具压板包括导热模板和电热件，导热模板远离高周波熔接组件的一端为工作面，电热件位于导热模板的另一端面或导热模板内；下模的结构与上模的结构相同，且高周波发生装置间断性给下模上的高周波熔接组件和上模上的高周波熔接组件供电。复合时，高分子材料可以通过高周波熔接组件来实现加热，非高分子材料则通过模具压板在压合过程中进行电加热，因此，在上模和下模之间能够形成两种不同的温度，可以分别对高分子材料和非高分子材料进行熔融。

Description

一种多材料复合机

技术领域

本申请涉及热复合设备的技术领域，特别涉及一种多材料复合机。

背景技术

目前平面产品的复合方式主要分为粘胶连接和热熔连接为主，其中，粘胶连接是通过在两种材料间设置胶水，通过胶水来完成两种材料间的连接，其优点是无需对材料进行加热，且不由材料的热熔温度影响，但其缺点是连接不够牢固，使用寿命短。其主要使用在两种不同材料的符合产品上，由于不同材料的熔融温度不同，无法在一个温度下同时满足熔融状态，虽然将温度加热到温度高的熔融温度时，两种材料都能熔融，但此时熔融温度低的材料通常会熔融到液化状态，直接导致该材料报废。

而热熔连接则是通过使两个连接面在高温状态下处于熔融状态时完成的连接，这要求两个连接材料间的熔融温度处于较小范围内，因此，主要应用在相同材料间的连接，优先是连接牢固，使用寿命长。

因此，目前两种热熔温度不同的材料间的复合方式多是通过粘胶的方式进行的，而现有市场上有很多这样的产品，特别是部分三层复合的产品，比如中层采用PE等发泡材料制成，而两侧的表层则采用高分子材料如PVC、PU、EVA、TPU等制成，目前这类产品都只能通过粘胶的方式复合，产品的寿命普遍较短。

实用新型内容

为了提高两侧高分子材料与中间非高分子材料的三层复合产品的使用寿命，本申请提供一种多材料复合机。

第一方面，本申请提供的一种多材料复合机，采用如下的技术方案：

一种多材料复合机，包括机体、以及安装在机体上的下模和上模，在机体上设置有高周波发生装置；

上模包括与高周波发生装置电连接的高周波熔接组件以及位于高周波熔接组件下方的模具压板，模具压板包括导热模板和电热件，导热模板远离高周波熔接组件的一端为工作面，电热件位于导热模板的另一端面或导热模板内；

下模的结构与上模的结构相同，且高周波发生装置间断性给下模上的高周波熔接组件和上模上的高周波熔接组件供电。

通过采用上述技术方案，在对高分子材料和非高分子材料进行复合时，由于高分子材料的电子多，因此其可以通过高周波熔接组件来实现加热，而非高分子材料由于电子太少，无法被高周波加热，因此，通过模具压板在压合过程中进行电加热，因此，在上模和下模之间能够形成两种不同的温度，可以分别对高分子材料和非高分子材料进行熔融，因此，在使用时，依次对上模和下模上的高周波熔接组件通电，从而依次完成对两侧高分子材料与非高分子材料的复合，其中，本设备适用的产品要求必须是高分子材料的熔融温度大于非高分子材料的熔融温度。

进一步优选为：导热模板的施力面上设置有立体图案，在模具压板内设置有气腔，模具压板的工作面上分布设置有与气腔连通的气孔，在导热模板上设置有与气腔连通的气路接口。

通过采用上述技术方案，立体图案设置可以在复合过程中在产品上形成立体印花。而气路接口可以对气腔内吸气产生负压，因此在产品熔接时气腔上的负压通过气孔可以作用在产品上，从而使得产品能够更好的与导热模板的工作面贴合，形成的立体图案效果更好，并且效率更高。此外，也可以通过气孔出气，该设置在完成复合后，由于高温导致产品粘附在模具上时可以帮助脱离。

进一步优选为：气路接口通过一二位四通换向阀A与气泵A连接，二位四通换向阀A的介质进口与排放口分别与气泵A的出口和进口连接，二位四通换向阀A的两介质出口中一个与气路接口连通、另一个介质出口排空。

通过采用上述技术方案，采用二位四通换向阀A连接气泵A，其中本申请中的排空是指与空气连通，如此，即可通过二位四通换向阀A实现气路的换向，在气泵A工作时，可以形成向气路接口内通气或者排空，排空时气路接口为吸气口；因此在熔接时可以气孔抽气提高产品质量，在完成产品熔接后取料时，可以通过气孔出气来辅助分离落料。

进一步优选为：高周波熔接组件包括高周波电板、位于高周波电板一侧的绝缘板、以及位于绝缘板另一侧的隔热板，在隔热板内设置有多个冷却通道，冷却通道于隔热板上形成有两连接口。

通过采用上述技术方案，在绝缘板上设置一个隔热板来进行热阻隔，可以降低产生的热量传递到绝缘板上，同时，再设置冷却通道供风、水、冷却液等介质通过来进行冷却，从而能够将更多的热量阻隔掉，避免绝缘板被模具压板加热而导致绝缘性降低、以及受压变形的情况出现。其中，绝缘板在高温状态下容易受压变形，从而会出现各个点的形变量不同的情况出现，造成平整度下降，进而引起产品精度下降，从而造成电动势不平均而影响高周波的加热精度。

进一步优选为：隔热板为锰合金钢隔热板。

通过采用上述技术方案，锰合金钢材质的耐热性好，最主要的是其硬度能够保证，且具有良好的热稳定性，不易在高温情况下发生形变，从而能够更好的确保整机精度。

进一步优选为：绝缘板的材质为电木或环氧树脂。

通过采用上述技术方案，电木或环氧树脂都不导电，同时两者的机械强度都比较高，在压产品时不易发生形变而导致设备的精度降低，并且两者在60℃以下时的热稳定性较好，从而在加热过程中也能够确保有很好的加工精度。

进一步优选为：气孔的直径为a，其中0.2mm≤a≤0.8mm。

通过采用上述技术方案，气孔的尺寸较为合适，由于产品表面处于热熔状态，超过0.8mm的气孔会造成产品表面部分被吸入气孔中导致产品表面形成瑕疵。而导热模板是由铝合金制成的，小于0.2mm的气孔加工成本过高。

进一步优选为：0.4mm≤a≤0.5mm。

通过采用上述技术方案，上述范围值为较优的选择，在该范围值内的气孔加工容易，且不会对产品产生影响。

进一步优选为：冷却通道的两连接口分别通过管道与一泵站的两端连接。

通过采用上述技术方案，与泵站连接，实现对冷却通道通冷却水或冷却液，并能够实现循环使用。

进一步优选为：隔热板与泵站的连接管道上设置有用于控制冷却通道中介质输送方向的二位四通换向阀B，二位四通换向阀B受控于一定时电路间断性启动。

通过采用上述技术方案，设置二位四通换向阀B并使其受控于定时电路，即在设定时间内进行一次换向，确保隔热板两侧的温度较为均匀。

进一步优选为：在隔热板沿冷却通道轴向的两侧设置有温度传感器，隔热板与泵站的连接管道上设置有用于控制冷却通道中介质输送方向的二位四通换向阀B，二位四通换向阀B受控于两温度传感器。

通过采用上述技术方案，使用时泵站启动给冷却通道内输送介质进行冷却，在冷却过程中两温度传感器实时检测隔热板的两侧温度，并通过两检测的温度值的变化来控制二位四通换向阀B。比如可以通过设定预设值，每当两检测温度值的差值的绝对值大于预设值时，二位四通换向阀B启动换向一次。

进一步优选为：冷却通道的一个连接口与一气泵B连接、另一连接口作为出风口。

通过采用上述技术方案，连接气泵B通过在冷却通道内通气进行冷却。

进一步优选为：任意相邻两冷却通道的介质流动方向呈相反设置。

通过采用上述技术方案，结构较为简单，可以不通过检测、控制来实现隔热板的各点的温差保持在较小的范围值内。

进一步优选为：冷却通道的数量呈双数设置。

通过采用上述技术方案，对于隔热板上各点的温度更加的均匀。

进一步优选为：机体上设置有两竖直设置的液压缸，上模安装在两液压缸的活塞杆上。

通过采用上述技术方案，通过两液压缸来进行上模的驱动，使得上模的整体运行精度能够更高，从而提高加热精度。

进一步优选为：两液压缸由同一油泵同步驱动，且在两液压缸的并联管路上均设置有流量控制阀，在机体上设置有两分别用于检测上模两侧移动距离的距离传感器，两流量控制阀受控于一处理模块，处理模块接收两距离传感器的检测数据后进行比较、并输出一用于控制两流量控制阀的控制信号。

通过采用上述技术方案，由同一油泵驱动，能够保障两液压缸的同步性，再通过两套流量控制阀和距离传感器来对两液压缸的同步做调整，其中，在自动调控时，可以以一个距离传感器作为参照值与另一距离传感器的检测值比较，如果两值的绝对差超过设定的值，则根据检测值大于或小于参照值输出控制信号来对对应的一个流量控制阀进行控制，从而确保下模在升降过程中平整性都能控制在合理的范围内。

进一步优选为：在机体和下模之间设置有四个导向柱，上模滑移安装在四个导向柱上。

通过采用上述技术方案，四个导向柱的设置，能够有效的提高上模移动的稳定性，避免由于不稳定而输出不必要的控制信号。

进一步优选为：上模上设置有一屏蔽罩，高周波电板、绝缘板和隔热板均安装在屏蔽罩内，屏蔽罩为铝制屏蔽罩、并接地设置。

通过采用上述技术方案，屏蔽罩的设置能够屏蔽点信号，同时铝制的设置可以避免涡流在屏蔽罩上产生。

进一步优选为：屏蔽罩的每一侧均安装有至少一个升降气缸，位于同一侧的升降气缸的活塞杆上安装有接电板，接电板受控于升降气缸与隔热板接触或分离，接电板与屏蔽罩间电连接。

通过采用上述技术方案，通过升降气缸驱动接电板升降来实现与隔热板接触或分离，当与隔热板接触时就会形成接地效果，即在上模通电时、下模接地，此时上、下模之间形成电势差，从而形成上模加热的效果，反之，下模加热。

进一步优选为：多材料复合机还包括位于机体一侧的切换装置，切换装置包括与高周波发生装置电连接的接电件、可与接电件接触/分离的上活动件、以及可与接电件接触/分离的下活动件，上活动件和下活动件均受控于一个驱动元件活动，上活动件与上模的高周波熔接组件电连接，下活动件与下模的高周波熔接组件电连接。

通过采用上述技术方案，通过切换装置实现上模和下模上高周波熔接组件的交替供电。

第二方面，本申请提供的一种使用多材料的复合机的复合方法，采用如下的技术方案：

一种使用多材料的复合机的复合方法，先给上模和下模上的电热件通电加热1-6秒后，驱动上模下移与下模合模，再通过上模/下模的高周波熔接组件施加高周波1-6秒后停止，再通过下模/上模的高周波熔接组件施加高周波1-6秒，上模和下模依次施加高周波后，待熔融连接完成进行分模。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是实施例一中油缸、液压缸和流量控制阀的油路简图；

图3是实施例一中下模的爆炸结构示意图；

图4是实施例一中隔热板与泵站的油路简图；

图5是实施例一中模具压板的背面结构示意图；

图6是实施例一中模具压板的正面结构示意图；

图7是实施例一中气路接口、二位四通换向阀和气泵A的气路简图；

图8是实施例一中切换装置的结构示意图；

图9是实施例二中隔热板与泵站的油路简图；

图10是实施例三中隔热板与泵站的油路简图；

图11是实施例四中隔热板与气泵B的气路简图；

图12是实施例五中模具压板的正面结构示意图。

图中，100、机体；110、液压缸；111、油泵；112、流量控制阀；120、距离传感器；130、导向柱；200、上模；210、固定平台；220、屏蔽罩；221、升降气缸；222、接电板；223、延长板；230、高周波电板；240、绝缘板；250、隔热板；251、冷却通道；252、铝板；260、模具压板；261、导热模板；262、电热件；263、气腔；264、气孔；265、气路接口；266、安装槽；267、走线槽；268、凸肋；269、连通槽；300、下模；400、泵站；410、二位四通换向阀B；500、气泵A；510、二位四通换向阀A；600、温度传感器；700、气泵B；800、切换装置；810、安装架；820、接电件；830、上活动件；840、下活动件；850、驱动元件。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例1：一种多材料复合机，如图1所示，机体100、下模300、上模200和切换装置800，在机体100上安装有两竖直设置的液压缸110，上模200安装在两液压缸110的活塞杆上，在机体100上设置有四个导向柱130，上模200滑移安装在四个导向柱130上。

在上模200上方的机体100上安装有两距离传感器120，参照附图2，两液压缸110设置在两并联管理上，并且两液压缸110均与油泵111串联，两流量控制阀112分别安装在两液压缸110的并联油路上。

两流量控制阀112受控于一处理模块，处理模块接收两距离传感器120的检测数据后进行比较、并输出一用于控制两流量控制阀112的控制信号。在自动调控时，可以以一个距离传感器120作为参照值与另一距离传感器120的检测值比较，如果两值的绝对差超过设定的值，则根据检测值大于或小于参照值输出控制信号来对对应的一个流量控制阀112进行控制。

参见附图1，上模200安装在固定平台210,固定平台210与两液压缸110连接、并滑移连接在四个导向柱130上。

如图3所示，上模200包括屏蔽罩220、高周波熔接组件和模具压板260，屏蔽罩220通过螺栓固定安装在固定平台210上，高周波熔接组件位于屏蔽罩的下方，模具压板260位于高周波熔接组件下方，本实施例中高周波熔接组件和模具压板260均通过螺栓与固定平台210连接，屏蔽罩220为铝制屏蔽罩220、并接地设置。在屏蔽罩220的四周侧壁上安装有延长板223，延长板223向下延伸将高周波熔接组件和模具压板260均包覆在内。

高周波熔接组件包括高周波电板230、绝缘板240和隔热板250，绝缘板240位于高周波电板230和隔热板250之间、且三者间相互抵触设置，绝缘板240的材质可以是电木、也可以是环氧树脂，具体可以根据成本和实用需求而定。并且，在所需生产的产品尺寸较大时，绝缘板240可以采用分体结构设计，通过平铺的方式安装在绝缘板240和隔热板250之间。

屏蔽罩220的四周侧壁上均安装有升降气缸221，每个侧壁上均安装有两个升降气缸221，在同一侧壁上的两升降气缸221的活塞杆上均安装有接电板222，每个接电板222与屏蔽罩220间均连接有接电铜带，接电板222位于隔热板250的上方，且随升降气缸221在隔热板250上方升降与隔热板250抵触或分离，接电板222与隔热板250接触时接地。

隔热板250为锰合金钢隔热板250，其中，在隔热板250上安装有四根铝板252与接电板222接触，铝板252设置能够避免在通电过程中隔热板250生锈，接电板222也采用铝材质制成。

在隔热板250内设置有多个冷却通道251，冷却通道251的两端贯穿隔热板250于隔热板250上形成有两连接口。

如图3和图4所示，冷却通道251的两连接口分别通过管道与一泵站400的两端连接，隔热板250与泵站400的连接管道上设置有用于控制冷却通道251中介质输送方向的二位四通换向阀B410，二位四通换向阀B410受控于一定时电路间断性启动。

如图5所示，模具压板260包括导热模板261和电热件262，导热模板261采用铝合金制成，导热模板261的一端端面为对产品的施力面，电热件262为若干电热棒，导热模板261上设置呈平行设置的若干安装槽266，每个安装槽266上均嵌设有两根电热棒，在安装槽266的中心对称面上设置有走线槽267。电热棒的电线通过走线槽267进行走线，在走线槽267内设置有凸肋268以提高导热模板261的结构强度和使用平整性。

在导热模板261的施力面上设置有立体图案（本实施例附图中无具体展示），立体图案可以是纹路、花型、图案等。参照图6，在导热模板261内设置有气腔263，在导热模板261上设置有与气腔263连通的气路接口265，在本实施例中，气路接口265设置为多个，并且均匀分布在导热模板261的两侧，气路接口265间等间距设置。

如图7所示，气路接口265通过一二位四通换向阀A510与气泵A500连接，二位四通换向阀A510的介质进口与排放口分别与气泵A500的出口和进口连接，二位四通换向阀A510的两介质出口中一个与气路接口265连通、另一个介质出口排空设置，即与空气连通。

在施力面上均匀分布有与气腔263连通的气孔264，气孔264的直径为a，其中0.2mm≤a≤0.8mm，优选0.4mm≤a≤0.5mm，本实施例中气孔264直接为0.5mm。

其中，气腔263可以是通过导热模板261分体生产后合并连接后形成，也可以是采用浇铸过程中一体成型。

下模300位于上模200的正下方，通过螺栓固定安装在机体100上。下模300的结构与上模200的结构相同，且高周波发生装置间断性给下模（300）上的高周波熔接组件和上模（200）上的高周波熔接组件供电。

如图8所示，切换装置800包括安装架810、接电件820、上活动件830、下活动件840和两个驱动元件850，安装架810位于机体100的一侧，接电件820安装在安装架810上、并与高周波发生装置电连接。

两驱动元件850固定安装在安装架810上，驱动元件850为气缸，上活动件830和下活动件840分别固定安装在两驱动元件850的活塞杆上，上活动件830与上模200的高周波熔接组件电连接，下活动件840与下模300的高周波熔接组件电连接。

复合方法：先给上模200和下模300上的电热件262通电加热1-6秒预热两导热模板261，具体加热时间可以根据表层高分子材料层的厚度和材质而定。完成预热后，两液压缸110启动驱动上模200下移与下模300合模，完成合模后通过上模200上的高周波熔接组件施加高周波1-6秒停止，然后再通过下模300上的高周波熔接组件施加高周波1-6秒后停止，其中，上模200和下模300上施加高周波的顺序可以替换，施加高周波时间根据高分子材料层的材质和熔融温度而定。

而在上模200上的高周波熔接组件施加高周波时，上活动件830与接电件820接触，下活动件840与接电件820分离，而上模200上的接电板222与隔热板250分离，下模300上的接电板222与隔热板250接触。

其中，在合模过程中，气泵A500启动使得气腔263形成负压，进而在气孔264上形成吸气，在合模后直至分模过程中保持气孔264吸气；在分模时，启动二位四通换向阀A510换向，使得气泵A500向气腔263内充气，最后在气孔264上形成吹气，将产品与上模分离。

实施例2：如图9所示，与实施例1的不同之处在于，在隔热板250沿冷却通道251轴向的两侧设置有温度传感器600，温度传感器600可以是安装在隔热板250上，也可采用红外线热传感器进行检测，本实施例中以安装在隔热板250上为例。隔热板250与泵站400的连接管道上设置有用于控制冷却通道251中介质输送方向的二位四通换向阀，二位四通换向阀受控于两温度传感器600。

使用时泵站400启动给冷却通道251内输送介质进行冷却，在冷却过程中两温度传感器600实时检测隔热板250的两侧温度，并通过两检测的温度值的变化来控制二位四通换向阀。比如可以通过设定预设值，每当两检测温度值的差值的绝对值大于预设值时，二位四通换向阀启动换向一次。

实施例3：如图10所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中未设置二位四通换向阀，在本实施例中冷却通道251的数量呈双数设置，并且任意相邻两冷却通道251的介质流动方向呈相反设置。

实施例4：如图11所示，与实施例3的不同之处在于，冷却通道251的一个连接口与一气泵B700连接、另一连接口作为出风口，气泵B700将风送入冷却通道251后再从出风口送出。

实施例5：如图12所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中将安装槽266作为气腔263，即在安装槽266的底部设置气孔264。参照图5，在安装槽266之间设置多个连通槽269，通过连通槽269和走线槽266使得所有走线槽266间连通。

此外，连通槽269的设置还可以用于抵设加热棒，使加热棒能够与安装槽266抵触，形成更好的热传导效果。

其中，连通槽269在实施例1中也可以设置，连通槽269在实施例1中设置时仅用于抵设加热棒使用。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依次限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多材料复合机，其特征是：包括机体（100）、以及安装在机体（100）上的下模（300）和上模（200），在机体（100）上设置有高周波发生装置；

上模（200）包括与高周波发生装置电连接的高周波熔接组件以及位于高周波熔接组件下方的模具压板（260），模具压板（260）包括导热模板（261）和电热件（262），导热模板（261）远离高周波熔接组件的一端为工作面，电热件（262）位于导热模板（261）的另一端面或导热模板（261）内；

下模（300）的结构与上模（200）的结构相同，且高周波发生装置间断性给下模（300）上的高周波熔接组件和上模（200）上的高周波熔接组件供电。

2.根据权利要求1所述的多材料复合机，其特征是：导热模板（261）的施力面上设置有立体图案，在模具压板（260）内设置有气腔（263），模具压板（260）的工作面上分布设置有与气腔（263）连通的气孔（264），在导热模板（261）上设置有与气腔（263）连通的气路接口（265）。

3.根据权利要求2所述的多材料复合机，其特征是：电热件（262）为若干电热棒，导热模板（261）上设置呈平行设置的若干安装槽（266），每个安装槽（266）上均嵌设有两根电热棒，在安装槽（266）的中心对称面上设置有走线槽（267）；且安装槽（266）为气腔（263），气孔（264）与安装槽（266）连通。

4.根据权利要求1所述的多材料复合机，其特征是：高周波熔接组件包括高周波电板（230）、位于高周波电板（230）一侧的绝缘板（240）、以及位于绝缘板（240）另一侧的隔热板（250），在隔热板（250）内设置有多个冷却通道（251），冷却通道（251）于隔热板（250）上形成有两连接口。

5.根据权利要求4所述的多材料复合机，其特征是：隔热板（250）为锰合金钢隔热板（250）；绝缘板（240）的材质为电木或环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的多材料复合机，其特征是：机体（100）上设置有两竖直设置的液压缸（110），上模（200）安装在两液压缸（110）的活塞杆上；两液压缸（110）由同一油泵（111）同步驱动，且在两液压缸（110）的并联管路上均设置有流量控制阀（112），在机体（100）上设置有两分别用于检测上模（200）两侧移动距离的距离传感器（120），两流量控制阀（112）受控于一处理模块，处理模块接收两距离传感器（120）的检测数据后进行比较、并输出一用于控制两流量控制阀（112）的控制信号。

7.根据权利要求4所述的多材料复合机，其特征是：上模（200）上设置有一屏蔽罩（220），高周波电板（230）、绝缘板（240）和隔热板（250）均安装在屏蔽罩（220）内，屏蔽罩（220）为铝制屏蔽罩（220）、并接地设置。

8.根据权利要求7所述的多材料复合机，其特征是：屏蔽罩的每一侧均安装有至少一个升降气缸，位于同一侧的升降气缸的活塞杆上安装有接电板，接电板受控于升降气缸与隔热板接触或分离，接电板与屏蔽罩间电连接。

9.根据权利要求1所述的多材料复合机，其特征是：多材料复合机还包括位于机体一侧的切换装置，切换装置包括与高周波发生装置电连接的接电件、可与接电件接触/分离的上活动件、以及可与接电件接触/分离的下活动件，上活动件和下活动件均受控于一个驱动元件活动，上活动件与上模的高周波熔接组件电连接，下活动件与下模的高周波熔接组件电连接。

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